淺談信息化技術在中職學校實訓教學中的應用

蔣 瑤 黃蘭蘭 黃婷玉 劉俊紅 鄔思輝

（廣東省食品藥品職業技術學校，廣東 廣州 510000）

信息化技術的發展與移動端互聯網的普及，如大數據、云計算、物聯網、人工智能等具有代表性的科技革命被引入職業教育，給我國的職業教育帶來了顛覆性影響。在我國職業教育發展踏上由大向強的新征程中，我們迎來了5G新技術。5G時代的到來，必將進一步推動職業教育的深刻變革。近年來，國家越來越重視職業教育的發展，物力財力的投入力度也不斷加大，同時職業教育的規模逐漸擴大，職業教育質量也得到很大提升?！翱v向貫通、橫向融通的現代職業教育體系已經構建起來。”教育部職業教育與成人教育司有關負責同志說，我國職業教育的發展邁入了提質培優、增值賦能的高質量發展新階段。虛擬現實（Virtual Reality，VR）、增強現實（Augment Reality，AR）技術是發展非?？焖俚母咝录夹g。而“VR+”教育是信息化應用最有前景的領域之一。VR、AR等信息化技術融合教育，其打造的智能化環境既可以全方位增強學生的學習認知，又可以打破傳統課堂中以教育者為中心的教育理念限制，破除教育者對知識的壟斷，激發學生參與課堂的積極性，引導教育理念向認知建構轉變。

1 亟待解決的問題

職業院校不同于一般本科院校，職業教育重點在技能，以提高學生實訓能力和培養企業需要的人才為主。而中等職業學校藥學類專業的教育目的不僅是教書育人，同時還需要以市場為導向，讓學生在校期間就能練就符合企業要求的專業技能，為社會不斷輸送大量的技能型人才。可是，目前我國的職業教學仍然存在許多問題，專業類課程的教學較落后，其教學方法以“講授+實操”為主，不能很好地發揮學生主觀能動性，實訓環境投資大，實訓教學成本比較高，需要使用大量消耗性材料，且存在較多的安全問題，教師示范演示操作效果不太理想，學生不能實現反復訓練［1］。虛擬仿真、VR以及AR等信息化技術全面應用到實訓課程中，將有效提升學生的學習興趣，促進學生產生學習動力，提升學生自主學習能力，還可降低實訓教學成本，使實訓課程系統、全方位地開展。但是，目前VR、AR技術在實訓教學中的應用還處于初級階段，迫切需要打造一種基于VR、AR技術的藥學類專業信息化實訓課程體系。

2 虛擬仿真實訓平臺

虛擬實驗是建立在網絡技術和虛擬現實技術上，依托“虛擬現實”技術發展起來的一種集學生練習、上機實訓、復習考核等功能于一體的教學新模式［2］。以廣東省食品藥品職業技術學校藥育智能虛擬仿真實訓平臺為例，該平臺以中藥制劑生產過程為主線，涵蓋了領料崗位、凈制崗位、清洗崗位、切制崗位、干燥崗位、炒制以及中間站崗位，模擬中藥制藥生產車間的整體運作流程。該系統設立“仿真考核”和“仿真練習”模塊，一方面利于課堂的多媒體教學，另一方面實現了中藥制劑崗位的仿真實習操作與仿真考核，使教師直觀、省時、高效率地觀察到學生的實訓效果成為可能［3］。仿真場景中以角色扮演的形式，讓學生在虛擬的中藥生產潔凈車間內，感受藥廠的真實生產過程。突破了場地和設備的限制，改變了傳統實驗無法反復實踐的弊端，實現了耗材等資源的重復利用，使學習過程更具連貫性，激發學生學習興趣，增加學生學習主動性［4］。有效解決了傳統教學中操作無法再現的問題，讓學生身臨其境，加深對《藥品生產質量管理規范》中藥制劑生產知識點的理解，提升職業素養與職業技能，有效突破教學難點。

3 錄播直播系統

結合智慧實訓車間硬件條件，廣東省食品藥品職業技術學校教師不斷探索實訓信息化教學新方法，如依托高清錄播直播平臺（圖1），進行實操特寫互動糾錯以及精準化教學，在教學中融入微格教學理念，高清直播放大操作細節［1］。教師通過錄播直播平臺將每一步規范操作的特寫畫面傳遞給每一位學生，并進行空間和遠程的智慧互動。通過教師提問、學生回答、學生互評、教師總結，層層遞進，引導學生自主思考，有效突破教學難點。體現以學生為中心的教學理念，構建師生互通的信息化學習空間，解決傳統圍觀式教學中“進不去、看不見、動不了、難再現”的難題，有效提高教學質量和效果，培養學生專注細節、科學嚴謹、精益求精的行為規范和職業素養。

圖1 錄播直播系統微格教學

4 壓片機VR實訓平臺

廣東省食品藥品職業技術學校壓片機VR實訓平臺參照全國食品藥品類職業院?！八幬镏苿┘夹g”技能大賽壓片機操作的技術標準，開發VR頭盔沉浸式交互實訓教學和AR教學資源。主要包括虛擬仿真場景下抓取壓片機設備部件、設備運行原理動畫演示、設備的安裝拆卸操作和常見問題處理、實訓操作、設備的維護與保養的動畫演示（圖2）。通過VR教學，使學生加深對知識點的理解和掌握，大大減輕教師的教學勞動強度，提高實訓教學的效果，有助于教師及時調整教學方式，學生將技術技能入腦入心。學生不僅形象地理解了壓片機操作的基本原理，而且能通過親自操作，有更直觀的感性經驗。實訓場所可以任意更換和升級，有利于知識的迭代和更新，也極大降低了設備實訓的資金投入，彌補因教學資源不足而導致的學生“扎堆式”教學。這樣的信息化教學改革，既能提高學生的學習興趣和學習效率，又能解決中職學校線上實訓教學難題，進行多元化教學，改善目前中職學校較為單一的實訓教學模式［5，6］。

圖2 壓片機VR實訓平臺

5 中藥AR實訓平臺

中藥AR實訓平臺借助顯示技術、傳感器技術、虛實交互技術、計算機圖形以及多媒體技術將計算機生成的虛擬信息，包括教學3D 模型（靜態或者動態）、音頻、圖像和視頻，疊加到中藥植物載體上，包括采集中藥基源、辨別植物性狀、植物顯微鑒別等所有圖文資料及相關信息，并作分類、歸納［7］。該平臺由淺入深地使用信息化手段呈現智慧教學，形象展示了藥用植物的形態，便于學生以三維角度觀察藥用植物的外觀形態，不斷加深對藥用植物形態的理解和掌握，增強了現實的效果，有效提高了學生識別藥用植物的能力（圖3）。學生僅需使用手機、電腦或iPad，疫情居家或者在學校的VR、AR實訓室，登錄平臺就可以參與學習，既能激發學生的學習積極性，又可以讓學生體驗全新的一站式智慧學習。

圖3 中藥AR學習平臺界面

6 藥品生產過程信息化數據采集與分析系統

借助藥品生產過程信息化數據采集和分析系統（圖4），對學生在藥品生產實訓過程中的數據進行全過程采集，實時監測學生掌握情況，使數據采集標準化、藥品生產信息化、生產數據可視化，重點、難點可評可測。突出職業精神和藥品質量安全意識培育，在產教融合協同育人過程中促進學生與企業藥品生產崗位精準對接，凝練新形勢下“藥德、藥規、藥技”的三藥職業特質培養。

圖4 藥品生產過程信息化數據采集與分析系統

7 結語

隨著職業教育從大眾化階段轉入普及化階段，人民群眾接受優質教育的需求越來越強烈。把真實的實訓教學放在第一重要的位置，堅持以實體實訓為主、虛擬實訓為輔，利用互聯網技術，通過以學生為中心的教學模式，配合智慧型的硬件環境支撐，實現智慧型教學模式的創新，從而推動優質教育資源均衡化發展，促進教育公平，提高教育質量。